Informatics in radiology: use of CouchDB for document-based storage of DICOM objects.

Picture archiving and communication systems traditionally have depended on schema-based Structured Query Language (SQL) databases for imaging data management. To optimize database size and performance, many such systems store a reduced set of Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) metadata, discarding informational content that might be needed in the future. As an alternative to traditional database systems, document-based key-value stores recently have gained popularity. These systems store documents containing key-value pairs that facilitate data searches without predefined schemas. Document-based key-value stores are especially suited to archive DICOM objects because DICOM metadata are highly heterogeneous collections of tag-value pairs conveying specific information about imaging modalities, acquisition protocols, and vendor-supported postprocessing options. The authors used an open-source document-based database management system (Apache CouchDB) to create and test two such databases; CouchDB was selected for its overall ease of use, capability for managing attachments, and reliance on HTTP and Representational State Transfer standards for accessing and retrieving data. A large database was created first in which the DICOM metadata from 5880 anonymized magnetic resonance imaging studies (1,949,753 images) were loaded by using a Ruby script. To provide the usual DICOM query functionality, several predefined "views" (standard queries) were created by using JavaScript. For performance comparison, the same queries were executed in both the CouchDB database and a SQL-based DICOM archive. The capabilities of CouchDB for attachment management and database replication were separately assessed in tests of a similar, smaller database. Results showed that CouchDB allowed efficient storage and interrogation of all DICOM objects; with the use of information retrieval algorithms such as map-reduce, all the DICOM metadata stored in the large database were searchable with only a minimal increase in retrieval time over that with the traditional database management system. Results also indicated possible uses for document-based databases in data mining applications such as dose monitoring, quality assurance, and protocol optimization.

Diferencias en la resonancia magnética funcional en pacientes con trastorno bipolar usando un paradigma de memoria de trabajo / Differences in Functional Magnetic Resonance Imaging of Bipolar Patients Using a Working Memory Paradigm

Introducción: Los estudios con pruebas neuropsicológicas han demostrado déficits en la memoria operativa de pacientes con trastorno afectivo bipolar (TAB). Todavía no es clara la correlación de estos déficits con activaciones funcionales detectados con neuroimágenes, como la resonancia magnética funcional (RMf). Objetivo: Describir la aplicación de un nuevo paradigma de evaluación neurocognitiva para identificar las posibles diferencias en las características de respuesta neurofuncional en pacientes con TAB en tareas de memoria operativa. Método: Estudio descriptivo-correlacional de corte transversal. Se evaluaron 12 pacientes eutímicos con TAB tipo I (cuatro en tratamiento con carbonato de litio, cuatro con ácido valproico y cuatro sin medicación al menos durante dos meses previos a la evaluación) y cuatro controles. La RMf se usó para correlacionar sus procesos de memoria operativa con los cambios vistos en la señal BOLD, usando un paradigma que combina la presentación de bloques y eventos relacionados. Resultados: La activación cerebral del grupo control fue significativamente mayor durante su condición de respuesta, comparada con la presentada en pacientes con TAB; pero al contrastar los grupos de pacientes no hubo diferencia estadísticamente significativa (p>0,05). Discusión: El paradigma evaluado es útil en el estudio de áreas de activación cerebral en procesos de memoria operativa. Los resultados diferenciales en pacientes bipolares requieren estudios con muestras más grandes para comparar otros posibles déficits cognitivos asociados y efectos específicos de los medicamentos.

Background: Previous studies with neuropsychological testing have shown deficits in working memory in patients with bipolar disorder (BD). It is not yet clear if there is correlation with functional activation in neuroimaging such as functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). Objective: To describe a new paradigm of neurocognitive assessment to identify the possible differences in the characteristics of neurofunctional response in patients with BD using a working memory task. Method: Descriptive, correlational, cross sectional study. We evaluated 12 euthymic patients with BD-I (in treatment with lithium or valproate or without treatment at least 2 months prior to the study) and 4 participants with no psychiatric disorder. fMRI was used to correlate their operative memory processes with the changes seen in the BOLD signal using a paradigm that combines the presentation of blocks and related events. Results: Control's brain activation was greater during response condition compared with bipolar patients. When comparing between patient groups there was no statistically significant difference (p>0.05). Discussion: The paradigm we deployed is useful to study activation in brain areas involved in working memory processes. The results with bipolar patients need to be expanded with larger populations to compare other possible cognitive deficits and medication specific effects.

Evaluación semiautomática de la variabilidad intrasujeto e intersesión de áreas de activación cerebral mediante la resonancia magnética funcional (RMF) / Semi-Automatic Evaluation of Intrasubject Variability and Intersession of Cerebral Activation Areas by

Objetivo: verificar la reproducibilidad de los protocolos de resonancia magnética funcional (RMF) utilizados para los paradigmas de generación de palabras, comprensión de lectura, generación de antónimos y motor en prueba-reprueba mediante un método semiautomático de localización estereotáxica para comparar activaciones. Metodología: se aplicaron paradigmas de generación de palabras, comprensión de lectura, generación de antónimos y motor/somatosensorial ortogonal en ocho voluntarios sanos en dos sesiones distintas, evaluando las activaciones intersesión mediante el método estadístico de análisis de conjunción y análisis de clusters. Resultados: se encontró reproducibilidad, según las áreas de brodmann, de las activaciones para los paradigmas de generación de palabras, comprensión de lectura y generación de antónimos en el 50%, 62,5% y 75% de los sujetos, respectivamente. Para los paradigmas del área motora se obtuvo un porcentaje de activación conjunta de 86% para el paradigma motor derecho, y de 100% para el motor izquierdo. Conclusión: El método semiautomático de determinación de las áreas de activación intersesión permite la localización funcional/citoarquitectónica de las activaciones de RMF con mínima intervención y se puede utilizar como método de control de calidad de los paradigmas empleados, pues minimiza los sesgos del observador.

Introducción práctica a la resonancia magnética funcional cerebral (RMF) / Practical Introduction to Cerebral Functional Magnetic Resonance (fMRI)

La resonancia magnética convencional (RM) tiene una posición privilegiada entre las técnicas de diagnóstico en neuroimagen, debido a su alto detalle morfológico y a la capacidad de estudiar muchos procesos fisiológicos. El surgimiento de la resonancia magnética funcional (RMF), potencia aún más a la RM, al convertirla en una poderosa herramienta con capacidad de agrupar, en un solo examen, anatomía de alta resolución y función cerebral. En este artículo se describen los principios y algunas ventajas de la RMF en comparación con otras modalidades de imagen neurofuncional. Adicionalmente, se presentan los requerimientos locativos y de análisis básicos para la ejecución y posprocesamiento de los experimentos neurofuncionales más comunes en la práctica clínica. También se incluyen imágenes neurofuncionales realizadas por el Instituto de alta tecnología médica de Antioquia (IATM) en un grupo de voluntarios sanos y en dos casos patológicos. Por último, se mencionan algunas de las indicaciones prácticas de esta técnica, aún en intensa fase de desarrollo, investigación y validación.

Resonancia magnética de la uña normal y patológica / Magnetic Resonance of the Normal and Pathologic Nail

En este artículo se revisa la anatomía normal de la unidad ungueal y se compara con la visualizada en la resonancia magnética. Así mismo, se comparte la experiencia en este ámbito en el instituto de alta tecnología médica de Antioquia (IATM), aún incipiente, pero promisorio, como es el uso de la resonancia magnética en dermatología.

Tractografía guiada por resonancia funcional cerebral: revisión de la técnica y casos representativos / Cerebral Functional Magnetic Resonance-Guided Tractography: Review of the Technique and Representative Cases

La resonancia magnética funcional cerebral (RMF) ha pasado del ámbito investigativo al clínico, para convertirse en una herramienta invaluable en la planeación prequirúrgica cerebral, dada su habilidad de localizar las áreas de corteza elocuente cerebral. Por su parte, con la tractografía por difusión se tiene un nuevo entendimiento de las estructuras de conectividad cerebral desconocidas hasta entonces imagenológicamente. La combinación de estas dos técnicas promete ofrecer información valiosa sobre no sólo la actividad, sino la conectividad relevante de un área cerebral elocuente, con el fin de evitar su lesión quirúrgica. Presentamos la primera experiencia en Colombia de tractografía guiada por áreas de activación funcional cerebral.